施工技术在地铁车站施工中的运用

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摘要：地铁车站建设中，隧道跨度越大，结构稳定性越差，为保证现场施工安全和工程结构安全，必须采取相应的支护措施。以某地铁车站工程为例，分别介绍了车站暗挖段的超前支护、导洞开挖、主体结构混凝土浇筑与防水处理等环节施工要点。在施工期间，对车站工程周边的地面沉降和地下管线沉降进行了观测。结果表明，地面沉降速率和地下管线沉降量均在允许范围之内，确保了该工程顺利交付验收。

关键词：超前支护；暗挖法；ECB防水板；沉降观测

在工程技术日益成熟和市民出行需求不断增加的影响下，现代地铁车站的规模越来越大。暗挖法具有挖土量少、占地面积少、对周边设施影响小等一系列特点，是现阶段地铁车站施工中常用的技术形式。对于浅埋大跨度车站工程，现场暗挖施工必须要采取科学的大跨度隧洞的支护方案。其中，主体小导洞开挖支护、主体结构钢筋绑扎与混凝土浇筑等，都是现场施工管理的要点。只有落实精细化管理，保证各个环节的施工质量都能达到标准，才能确保地铁车站工程顺利通过验收。

1工程概况

某市地铁2号线一期工程车站全长215.9m，车站暗挖段为地下两层结构，长度72.0m。根据地质勘测结果，暗挖段拱顶覆土厚度在8.3～10.1m，大跨浅埋暗挖增加了施工难度。土层自上而下分别有杂填土、粉质黏土、细砂、中砂、砾石等，土层稳定性稍差。同时，车站上方为城市主干道，车流量密集，动静荷载较大。为节约工期，该工程采用东西侧交替施工的方法，东侧明挖段主体结构顶板施工完毕后开始进入暗挖，做40m长的超前支护段，沿着暗挖段上、下导洞开挖30m后到达掌子面，然后封闭，开始进行西侧施工。西侧明挖段做同样处理，做32m长的超前支护后，暗挖段上、下导洞开挖，直到东西侧贯通。

2车站暗挖段施工技术

超前支护采用“双层大管棚+小导管超前注浆”的支护形式，浆液材料为水:水泥=1:1的水泥浆。其中，大管棚材料使用的是φ110mm的热轧无缝钢管，小导管材料使用的是φ45mm的水煤气花管[1]。导洞开挖后，进行初期支护。导洞顶部和两侧墙壁的初期支护均采用“钢筋格栅+混凝土”的形式。导洞顶板、墙壁清理干净后，使用钢钉将钢筋格栅固定在顶板、墙壁的表面。现场配制C25混凝土，使用专用设备喷射混凝土形成钢筋混凝土支护结构。喷射混凝土的平均厚度为240mm。导洞内钢筋格栅的间隔距离为80cm。暗挖段边桩围护桩使用机械钻孔桩，单桩长度为20m，相邻两个桩的距离为2.5m，并采用挂网方式连接。桩间挂网选用钢筋网，喷射C25混凝土。

3主体导洞开挖支护技术

3.1导洞开挖支护

在导洞开挖支护施工中，采用“台阶法”开挖导洞，见图1。台阶长度为4.8m，每阶高度为50cm。按照自上而下的顺序依次开挖台阶，上导洞台阶开挖结束后，保留核心土；然后参照格栅间距继续开挖第二、第三层台阶。所有台阶开挖完毕后，清理泥土，喷射混凝土，封闭掌子面。等到初喷混凝土完全硬结后，在架设格栅钢架，将钢筋网片固定到格栅钢架内，并使用铁丝将两者绑扎、固定。最后选择C25混凝土进行复喷，保证平均厚度达到250mm。等到复喷混凝土完全硬结后，即可完成导洞断面支护。导洞开挖支护时，还应关注以下技术要点：（1）按照“快封闭”原则，每阶台阶开挖结束后快速完成挂网、喷射混凝土的封闭处理，可以降低对周边环境的不良影响，保证结构稳定；（2）上台阶施工期间，在锁脚锚管与钢筋格栅焊接完成后，需要在格栅下方垫上一块600mm×300mm×20mm的木板，扩大承压面，防止格栅在上部荷载作用下嵌入土体而发生结构变形；（3）双向开挖小导洞时，如果掌子面净距离不足5m，则暂停一侧掌子面的开挖，并通过挂网喷射混凝土的方式封闭该掌子面，然后继续从另一侧开挖剩余土体。

3.2拱顶初支扣拱

本次工程中的拱顶初支扣拱分为两部分，即边导洞内扣拱和导洞间扣拱,导洞洞内扣拱见图2。在进行车站主体边桩顶冠梁施工时，可同步开展边导洞的内扣拱作业。在导洞内扣拱施工时，格栅的一个端头要使用螺栓固定到导洞的拱顶上，另一个端头则使用U型筋与预埋钢板焊接固定。导洞格栅就位后，即表示扣拱成功。导洞间扣拱则按照“由外向内”的顺序开展，并且施工进度需要与车站拱顶土方开挖保持一致。导洞扣拱施工结束后，开展封底格栅作业。本次工程中使用的封底格栅为20a工字钢，沿着车站方向东西布置，封底格栅的间隔距离为60cm，相邻两块封底格栅使用连接筋（双层22号钢筋）焊接固定。格栅间挂双层钢筋网，使用C25混凝土喷射完成封底。3.3导洞主体部分施工技术

3.3.1模板的安装

底板倒角模板采用的是单块长度为1.2m的定型钢模板，固定在底板钢筋上。桩顶冠梁模板使用的是高度为1.2m、厚度为15mm的竹胶板，模板外侧使用斜支撑。底部纵梁模板同样采用15mm厚的竹胶板，使用U型托和小导洞初支侧墙支撑模板[2]。模板工程的安装流程如下：在钢筋绑扎并验收通过后，在施工现场弹出墙边线。首先安装外墙模板，然后采用吊装方式将单侧支架吊升到作业面，现场完成模板单侧支架的安装。单侧支架的间隔距离为1200mm，支架中间处使用φ50mm加强钢管进行固定。

3.3.2钢筋的绑扎

钢筋进场后需要仔细核对型号、尺寸、数量等是否符合要求，同时检查外观质量，对于轻微弯曲、生锈的，要进行调直、除锈；对于存在严重质量缺陷的不得使用。本次工程中基础梁的形式为下翻梁，现场绑扎梁钢筋时，需要先在基础梁的上口架设5根横杆，并焊接固定。然后等间距（50cm）插入箍筋，再穿入基础梁的下部纵筋和构造钢筋。底板主筋从梁的上部纵筋和构造钢筋之间穿过，同样采用焊接方式固定。钢筋安装完毕后，测量位置偏差和焊接质量，保证实际偏差控制在允许范围，并且焊接牢固后，方可继续下一步施工。

3.3.3混凝土浇筑

该工程主体结构采用混凝土浇筑而成，不同位置的施工方法和浇筑顺序存在差异。顶、底板按照由边墙向中线的顺序连续浇筑；侧墙采用泵车分层连续浇筑。浇筑作业中，要求混凝土的自由下落高度≤2.5m，如果超过该高度需要使用溜槽或串桶，避免出现混凝土离析情况。在分层浇筑时，中间的间隔时间要尽可能的短，要求上一层混凝土完成初凝后立即开始下一层的浇筑[3]。混凝土振捣作业时应保证表面返浆为止，避免出现蜂窝、麻面的现象。现场浇筑时还应安排专人负责检查模板接缝处、预留孔洞处有无漏浆情况，如果有要及时汇报、处理。振捣完毕后，用刮尺刮平表面，等到表面收水后再用木抹子压实，之后进入养护工序。本次工程中采用湿麻袋覆盖养护，定期洒水，避免混凝土干裂。

3.4导洞防水施工技术

导洞防水工程主要用材为2.0mm厚的ECB塑料外贴式防水板，具体施工流程如下：（1）基层部分。通过水泥砂浆抹面的方式使基面平整。水泥砂浆由水和水泥按照1:2.5的比例制备。抹面时如果发现基面上有凸起的石块，应使用钎子凿出后重新抹平，防止基面坚硬凸起物刺破防水板[4]。（2）缓冲层部分。缓冲层的主体材料为440g/m2的短纤无纺布，使用膨胀螺丝将该材料固定到基面上，顶拱上膨胀螺栓的间距为60cm，侧墙上膨胀螺丝的间距为100cm。相邻两块无纺布采用搭接处理，要求搭接宽度不得小于5cm。搭接部分的缝隙要使用防水胶进行处理。（3）防水板部分。使用热风焊枪将防水板固定到预埋的塑料垫片上，焊接结束约10min后，人工检查焊接是否牢固，如果有局部松动的要进行复焊，防止在浇筑混凝土时出现防水板脱落的情况。防水板与基面、缓冲层无纺布必须紧密贴合，不得有翘边、空鼓的情况[5]。

4地铁车站的监控量测

4.1监测对象与监测点布置

由于该工程周边有密集的建（构）筑物，地下有多条市政管线，因此为保证工程施工安全和建筑物、地下管线的正常使用，必须要采取监控量测措施[6]。监测内容为地表沉降和地下管线情况。监测点布置见图3。

4.2监测标准

地铁车站工程周边道路及地面的最大沉降速率≤4mm/d；市政管线的沉降控制标准见表1。4.3监测结果地面沉降与地下管线沉降结果见图4、图5。结合图4、图5可以发现，在本次工程的暗挖段施工中，6个监测点中最大沉降出现在DBA02-1监测点，整个监测周期内累计沉降量为68.4mm，则最大位移速率为68.4/365=0.19mm/d＜3mm/d，满足要求。地下管线的沉降监测中，GXC04-13监测点有最大沉降，整个检测周期内累计沉降量为9.1mm＜10mm，也满足要求。

5结论

在浅埋大跨度地铁车站的暗挖施工中，超前支护、导洞开挖和主体结构的钢筋工程、混凝土工程是施工管理的重点。在本次工程中，通过落实精细化管理，保证了工程施工的顺利进行。考虑到该工程所在地区建（构）筑物密集，地下管网交错分布，因此在施工期间同步开展了地面沉降观测和地下管线沉降观测。监测结果表明，地面沉降速率和地下管线最大沉降量均在要求范围之内，间接说明了暗挖法施工在占地面积小、对周围设施影响小等方面具有显著优势。

参考文献

[1]张昌雷.地下连续墙在景云路地铁车站深基坑支护结构施工中的应用[J].工程技术研究,2022(4):36-37.

[2]李克先,李术才,赵继增.大跨度暗挖地铁车站开挖工序优化研究[J].地下空间与工程学报,2017(5):9-11.

[3]冯松涛.盖挖逆作法施工技术在地铁车站建设中的应用[J].工程建设与设计,2022(6):114-115.

[4]昌进.超大断面暗挖车站拱柱法施工技术在地铁施工中的应用[J].现代城市轨道交通,2022(2):5-6.

[5]叶树建.浅析大跨径连续桥梁施工技术在桥梁施工中的应用[J].石河子科技,2022(2):26-28.

[6]张洪维.平拱结合中板施工技术在地铁暗挖车站结构中的应用[J].工程机械与维修,2022(3):30-31.

作者:李轲 单位:中电建铁路建设投资集团有限公司